JP2004058144A - フレキシブルロール成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することが可能なフレキシブル成形方法を提供する。
【解決手段】複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【選択図】 図４
【解決手段】複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルロール成形方法に関し、詳しくは高力アルミニウム合金のような金属からなる板材を三次元方向に複屈曲させて航空機部品等の製品を製造するためのフレキシブルロール成形方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
特公平２−４７２８６号公報および特公平２−４８３２８号公報には、複数の上下ロールを有するフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させて複曲面を有する例えば航空機外板のような構造部品を成形する方法が開示されている。
【０００３】
具体的には、図１１および図１２に示すように基台２０１上に入口側ロール２０２と、板材の進行方向と直行する方向に上下から屈曲自在な複数の上下ロール２０３、２０４を有するフレキシブルロール群２０５と、出口側ロール２０６とを配置した構造のフレキシブルロール曲げ装置を用いて行われていた。なお、図１３、図１４に示すように前記上ロール２０３の形状は凸状、前記下ロール２０４の形状は凹状になっている。
【０００４】
すなわち、アルミニウム合金のような金属からなる板材２０７を入口側ロール２０２を通して前記フレキシブルロール群２０５の上下ロール２０３、２０４間で挟み込み、これらフレキシブルロール群２０５を駆動軸２０８で回転し、さらに前記出口側ロール２０６に向けて搬送することにより前記板材２０７を例えば下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の板材の成形においては次のような問題があった。前記フレキシブルロール曲げ装置は、図１３、図１４に示すように上ロール形状が凸状、下ロール形状が凹状であるため、板材の成形中に複数の上下ロール２０３，２０４の肩部分において曲げ戻しが発生する。その結果、成形時において前記板材への複屈曲度合を大きくすることができず、前記フレキシブルロール曲げ装置への板材のパス数を多くしないと目的とする複曲面を有する金属製品を製造することができなかった。
【０００６】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらにフレキシブルロールによる板材への当たりを防止することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻し、フレキシブルロールによる板材への当たりを防止し、さらに板材に大きな曲率で成形（深曲げ）することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００９】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらに均一な複屈曲することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフレキシブルロール成形方法は、次のような構成を有することを特徴とするものである。
【００１１】
１）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１２】
２）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなし、かつ少なくとも一方のロールの外周面に弾性体層を形成したフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１３】
前記２）のフレキシブルロール成形方法において、前記板材を屈曲させたときに凸状となる面を前記弾性体層が形成されたロール側に位置させることが好ましい。
【００１４】
３）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させるとともに、前記上ロールと前記板材の間および下ロールと前記板材の間の少なくとも一方に弾性体シートを介在させてその板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１５】
前記３）のフレキシブルロール成形方法において、前記弾性体シートを少なくとも前記板材を屈曲させたときに凸状となる面に接触させることが好ましい。このように配置される弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有することが好ましい。
【００１６】
前記３）のフレキシブルロール成形方法において、前記上ロールと前記板材の間および前記下ロールと前記板材の間の両方に前記弾性体シートをそれぞれ介在させ、前記板材を屈曲させたときに凸状となる面と接する一方の弾性体シートの厚さを前記板材を屈曲させたときに凹状となる面と接する他方の弾性体シートの厚さよりを厚くすることを許容する。前記一方の弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有し、前記他方の弾性体シートは前記板材の厚さの３倍以下の厚さを有することが好ましい。
【００１７】
４）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材をその通過方向に対して直交する方向にずらして複数回通過させて前記板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、この第１実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図、図２は図１の曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の一部を示す正面図、図３は図２の中央フレキシブルロール群の上部側を示す断面図、図４は図１の曲げ装置に組み込まれる中央および出口側のフレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図、図５は図１の曲げ装置に組み込まれる出口側フレキシブルロール群の一部を示す正面図である。
【００２０】
基台１上には、入口ロール２、中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０がこの順序で配設されている。
【００２１】
前記中央フレキシブルロール群１０は、図２、図３に示すように金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を上下から挟む複数の上下ロール１１，１２を有する。図４に示すように前記各上ロール１１、下ロール１２の形状は、それぞれ凸状、平状である。前記上下ロール１１、１２の両端付近は、対をなすケーシング１３内にそれぞれ収納され、これら対をなすケーシング１３内に保持された軸受１４により回転可能に軸支されるとともに、それらの隣接方向への移動を規制している。前記各上下ロール１１，１２は、軸方向に伸縮可能なユニバーサルジョント１５にそれぞれ結合され、かつこれら一端側（例えば左端）に位置するユニバーサルジョンイント１５にトルクを伝達するための駆動軸１６が連結されている。複数の前記対をなすケーシング１３は、ロールスライド１７の対向する側面に図示しないねじによりそれぞれ固定されている。これらロールスライド１７は、スライド受け台１８の曲面に摺動可能に配置され、かつ図示しなすガイドレールにより係合されて前記スライド受け台１８から外れるのを防止している。前記下部側のスライド受け台１８の下面には下端にねじ１９を有するロールスタンド２０が当接されている。前記上部側のスライド受け台１８の上面には、ブレーキ機構である油圧シリンダ２１のシリンダ軸２２が連結されている。
【００２２】
このような構成の中央フレキシブルロール群１０において、前記ロールスタンド２０のねじ１９を回動させ、かつ前記油圧シリンダ２１を駆動することによって、前記スライド受け台１８、ロールスライド１７、ケーシング１３および上下ロール１１、１２を一体的に上下移動させることが可能になる。これら上下ロール１１、１２を上下動作させると、ロールスライド１７は隣接する両側の上下ロール１１、１２に対して所定の位置関係を保持してスライド受け台１８との当接面で首振り移動し、常に対向する上下ロール１１、１２が互いに向き合うように制御される。また、前記油圧シリンダ２１の駆動により前記上下ロール１１、１２間に位置する板材５１がこれら上下ロール１１、１２にて所望の荷重で挟持される。
【００２３】
前記出口側フレキシブルロール群３０は、図５に示すように前記板材５１を挟んで配置され、前記中央フレキシブルロール群１０の回転駆動に従動する複数の上下ロール３１，３２を有する。前記各上ロール３１、下ロール３２の形状は、前述した図４に示すようにそれぞれ凸状、平状である。前記上下ロール３１、３２の両端付近は、対をなすケーシング３３内にそれぞれ収納され、これら対をなすケーシング３３内に保持された軸受（図示せず）により回転可能に軸支されるとともに、それらの隣接方向への移動を規制している。前記各上下ロール３１，３２は、軸方向に伸縮可能なユニバーサルジョント３４にそれぞれ結合されている。複数の前記対をなすケーシング３３は、ロールスライド３５の対向する側面に図示しないねじによりそれぞれ固定されている。これらロールスライド３５は、スライド受け台３６の曲面に摺動可能に配置され、かつ図示しなすガイドレールにより係合されて前記スライド受け台３６から外れるのを防止している。前記上下側のスライド受け台３６の上面および下面には、上端および下端にねじ３７を有するロールスタンド３８がそれぞれ当接されている。
【００２４】
このような構成の出口側フレキシブルロール群３０において、前記上下のロールスタンド３８のねじ３７を回動させることによって、前記スライド受け台３６、ロールスライド３５、ケーシング３３および上下ロール３１、３２を一体的に上下移動させることが可能になる。これら上下ロール３１、３２を上下動作させると、ロールスライド３５は隣接する両側の上下ロール３１、３２に対して所定の位置関係を保持してスライド受け台３６との当接面で首振り移動し、常に対向する上下ロール３１、３２が互いに向き合うように制御される。
【００２５】
次に、前述した第１実施形態のフレキシブルロール曲げ装置の作用を説明する。
【００２６】
まず、図２、図３に示す前記中央フレキシブルロール群１０において、ロールスタンド２０のねじ１９を回動させ、かつ油圧シリンダ２１を駆動することによって、スライド受け台１８、ロールスライド１７、ケーシング１３および上下ロール１１、１２を一体的に上下移動させ、各上下ロール１１、１２を下方に向けて湾曲した軌跡上に配列する。また、図５に示す前記出口側フレキシブルロール群３０において上下のロールスタンド３８のねじ３７を回動させることによって、スライド受け台３６、ロールスライド３５、ケーシング３３および上下ロール３１、３２を一体的に上下移動させ、各上下ロール３１、３２を下方に向けて湾曲した軌跡上に配列する。
【００２７】
前記各フレキシブルロール群１０，３０を所定位置にセッティングした後、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を入口ロール２で案内させて、中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０の上下ロール１１，１２、３１，３２の間を通過させる。このとき、前記中央フレキシブルロール群１０の油圧シリンダ２１の駆動により前記上下ロール１１、１２間に位置する板材５１をこれら上下ロール１１、１２で所望の荷重にて挟持する。つづいて、前記中央フレキシブルロール群１０の駆動軸１６に所定のトルクを伝達させて回転させて、その各上下ロール１１、１２を回転させることにより、前記板材５１を前記出口側フレキシブルロール群３０に向けて搬送させる。この板材５１の搬送時において、前記中央フレキシブルロール群１０がフレキシブル化された複数の上下ロール１１、１２を有するのみならず、その後段にもフレキシブル化された複数の上下ロール３１、３２を有する出口側フレキシブルロール群３０が配置されているため、前記板材５１が下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形される。
【００２８】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００２９】
以上、前述した第１実施形態によれば中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、曲げ戻しを防止できる。その結果、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００３０】
なお、前述した第１実施形態において各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状は、それぞれ図４に示すように凸状、平状にしたが、図６に示すように各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ凸状にしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図７は、この第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央および出口側のフレキシブルロール群の上下ロ−ルを示す斜視図である。
【００３２】
第２実施形態では、前述した第１実施形態における図１〜図３および図５示す中央および出口側のフレキシブルロール群１０，３０を構成する複数の上ロール１１、３１、複数の下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図７に示すように凸状、平状にすると共に、下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成し、これら中央および出口側のフレキシブルロール群１０，３０を組み込んだフレキシブルロール曲げ装置を用いる。
【００３３】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。また、前記弾性体層６１は下ロール１２，３２の外周面にコーティングすることにより形成してもよいし、弾性体リングを嵌め込んで形成してもよい。
【００３４】
次いで、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させることにより下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００３５】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図７に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００３６】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成することによって、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが生じるのを防止できる。
【００３７】
すなわち、前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図７に示すように凸状、平状にすると、板材５１の両面が上下ロール１１，３１、１２，３２に対して１点で接触され、加工反力により成形後の複曲面を有する板材製品の表面に当たりが発生する。特に、航空機外板では高力アルミニウム合金の表面に工業用純アルミニウムをクラッドした板材が使われるため当たりが発生し易い。また、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面は、製品の外観面になるため、その面に当たりが発生すると製品の外観を損なうことになる。
【００３８】
このようなことから、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２、つまり製品状態において外観となる板材５１の面が接触される下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成することによって、成形時に加工面圧を受けた場合にその弾性体層６１が弾性変形し、板材５１に対する接触面積が増加する。このため、板材５１は下ロール１２，３２から受ける面圧が減少されて、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できる。
【００３９】
以上、前述した第２実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００４０】
また、成形時に下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００４１】
なお、前述した第２実施形態において図７に示すように下ロール１２、３２のみに弾性体層６１を形成したが、図８に示すように上ロール１１、３１および下ロール１２、３２の外周面に弾性体層６１をそれぞれ形成してもよい。このような弾性体層６１がそれぞれ形成された上ロール１１、３１および下ロール１２、３２を用いることによって、板材５１の両面に当たりが発生するのを防止できる。
【００４２】
また、前述した第２実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状面が接触される上ロール側に弾性体層を形成することが好ましい。
【００４３】
（第３実施形態）
図９は、この第３実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図である。なお、図９において前述した図１と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００４４】
まず、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させると共に、前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に弾性体シート７１を介在させることにより、前記板材５１を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００４５】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。
【００４６】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００４７】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２、３２と板材５１との間に弾性体シート７１を介在させることによって、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが生じるのを防止できる。
【００４８】
すなわち、前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすると、板材５１の両面が上下ロール１１，３１、１２，３２に対して１点で接触され、加工反力により成形後の複曲面を有する板材製品の表面に当たりが生じる。特に、航空機外板では高力アルミニウム合金の表面に工業用純アルミニウムをクラッドした板材が使われるため当たりが発生し易い。また、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面は、製品の外観面になるため、その面に当たりが発生すると製品の外観を損なうことになる。
【００４９】
このようなことから、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２と板材５１との間、つまり製品状態において外観となる板材５１の面と下ロール１２，３２との間、に弾性体シート７１を介在することによって、成形時に加工面圧を受けた場合にその弾性体シート７１が弾性変形し、板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積が増加するため、板材５１が下ロール１２，３２から受ける面圧を減少させ、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できる。
【００５０】
以上、前述した第３実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００５１】
また、下ロール１２，３２と板材５１との間に弾性体シート７１を介在することによって、成形時に下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００５２】
なお、第３実施形態において前記弾性体シート７１の厚さを厚くする、例えば板材５１の厚さの１．５倍以上にすること許容する。このように下ロール１２，３２と板材５１との間に厚い弾性体シート７１を介在することによって、前記板材５１下面において大きく変形した弾性体シート７１により板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積がより増加する。このため、板材５１が受ける面圧をより一層減少させることができ、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのをより確実に防止できる。しかも、下ロール１２，３２と板材５１との間に介在する弾性体シート７１を厚くすることによって、その弾性体シート７１から板材５１の屈曲力を助長する大きな反力を作用させることができるため、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形する、つまり深曲げすることが可能になる。
【００５３】
なお、前記第３実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状となる上面と上ロールとの間に弾性体シートを介在することが好ましい。
【００５４】
（第４実施形態）
図１０は、この第４実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図である。なお、図１０において前述した図１と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
まず、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させると共に、前記上ロール１１、３１と前記板材５１との間に第１弾性体シート７２ａ，前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に第２弾性体シート７２ｂを介在させることにより、前記板材５１を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００５６】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。
【００５７】
前記板材５１を下方に向けて屈曲させたときに凸状となる板材５１の面と接する前記第２弾性体シート７２ｂ（下ロール１２，３２側）の厚さは、前記板材５１を下方に向けて屈曲させたときに凹状となる板材５１の面と接する前記第１弾性体シート７２ａ（上ロール１１，３１側）の厚さより厚くする。具体的には、前記第１弾性体シート７２ａは前記板材５１の厚さの２倍以下、より好ましくは前記板材５１の厚さの１．５〜２倍の厚さにすることが望ましい。前記第２弾性体シート７２ｂは、前記板材の厚さの２倍以上、より好ましくは２〜３倍の厚さにすることが望ましい。
【００５８】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００５９】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２、３２と板材５１との間に厚い第２弾性体シート７２ｂを介在させることによって、前記板材５１下面において大きく変形した第２弾性体シート７２ｂにより板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積がより増加するため、板材５１が受ける面圧をより一層減少させ、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのをより確実に防止される。しかも、下ロール１２，３２と板材５１との間に介在する第２弾性体シート７２ｂを厚くすることによって、その第２弾性体シート７２ｂから板材５１の屈曲力を助長する大きな反力が作用させることができるため、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形することが可能になる。
【００６０】
一方、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の上ロール１１、３１と板材５１との間に薄い第１弾性体シート７２ａを介在させることによって、前記板材５１上面において変形した第１弾性体シート７２ａにより板材５１に対する上ロール１１，３１の接触面積が増加するため、板材５１が受ける面圧を減少させることができ、下方に向けて湾曲された板材５１の凹状となる面に当たりが発生するのを防止される。ただし、板材５１を下方に向けて屈曲させる成形において上ロール１１，３１と板材５１との間に第１弾性体シート７２ａを介在すると、その第１弾性体シート７２ａはその反力により板材５１への屈曲力を減少させる、つまり板材５１の屈曲を阻害させる、作用が働く虞がある。このようなことから、前記第１弾性体シート７２ａを薄くすることによって、板材５１への屈曲力を減少するように働く反力を抑制して、前記第２弾性体シート７２ｂから板材５１の屈曲力を助長する大きな反力を有効に引き出すことが可能になる。
【００６１】
以上、前述した第４実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００６２】
また、上ロール１１、３１と前記板材５１との間に薄い第１弾性体シート７２ａ，前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に厚い第２弾性体シート７２ｂを介在させることによって、成形時に下方に向けて湾曲された板材５１の両面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００６３】
さらに、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形する、つまり深曲げすることが可能になる。
【００６４】
なお、前記第４実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状となる上面と上ロールとの間に厚い弾性体シート、その板材の凹状となる下面と下ロールとの間に薄い弾性体シートを介在することが好ましい。
【００６５】
（第５実施形態）
前述した図１〜図３に示す前記フレキシブルロール曲げ装置（上下ロール１１、３１，１２、３２は図４に示す形状）を用い、まず、金属、例えば高力アルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させることにより下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する１パス目の成形を実施する。つづいて、板材５１をその通過方向に対して直交する方向、例えば図２の中心から左方向、にずらして２パス目の成形を実施する。次いで、板材５１をその通過方向に対して直交する方向、例えば図２の中心から右方向、にずらして３パス目の成形を実施する。
【００６６】
以上、前述した第５実施形態によれば中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、曲げ戻しを防止できる。その結果、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００６７】
また、板材５１を中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０の上下ロール１１，３１，１２，３２との当たり面を移動させながら、複数回、例えば３回繰り返し成形を行うことにより、板材の面全体にひずみを導入することができ、均一の複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産することができる。
【００６８】
なお、第５実施形態において板材のパス数を３回としたが、５回以上の奇数回パスさせてもよい。
【００６９】
また、第１〜第５の実施形態では中央フレキシブルロール群の上下ロールを駆動して、出口側フレキシブルロール群の上下ロールを従動させたが、これを逆にしてもよい。さらに、入口側ロールをフレキシブルロール群で構成してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止でき、ひいてはフレキシブルロール曲げ装置への前記板材のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７１】
また、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止でき、さらにフレキシブルロールによる板材への当たりを防止でき、ひいては外観性が良好な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７２】
さらに、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻し、フレキシブルロールによる板材への当たりを防止し、さらに板材に大きな曲率で成形（深曲げ）することができ、ひいては外観性が良好な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７３】
さらに、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらに均一な複屈曲を行なうことができ、ひいては均一な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図２】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の一部を示す正面図。
【図３】図２の中央フレキシブルロール群の上ロール群側を示す断面図。
【図４】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群および出口側フレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図。
【図５】図１の成形装置に組み込まれる出口側フレキシブルロール群の一部を示す正面図。
【図６】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群および出口側フレキシブルロール群の上下ロールの他の形態を示す斜視図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる上下ロールを示す斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる上下ロールの他の形態を示す斜視図。
【図９】本発明の第３実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図１１】従来のフレキシブルロール曲げ装置を示す概略正面図。
【図１２】図１１のフレキシブルロール曲げ装置の概略側面図。
【図１３】図１２のフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図。
【図１４】図１２のフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の上下ロールを示す正面。
【符号の説明】
１…基台、
２…入口ロール
１０…中央フレキシブルロール群、
１１，１２，３１，３２…ロール、
３０…出口側フレキシブルロール群、
５１…板材、
６１…弾性体層、
７１，７２ａ，７２ｂ…弾性体シート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルロール成形方法に関し、詳しくは高力アルミニウム合金のような金属からなる板材を三次元方向に複屈曲させて航空機部品等の製品を製造するためのフレキシブルロール成形方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
特公平２−４７２８６号公報および特公平２−４８３２８号公報には、複数の上下ロールを有するフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させて複曲面を有する例えば航空機外板のような構造部品を成形する方法が開示されている。
【０００３】
具体的には、図１１および図１２に示すように基台２０１上に入口側ロール２０２と、板材の進行方向と直行する方向に上下から屈曲自在な複数の上下ロール２０３、２０４を有するフレキシブルロール群２０５と、出口側ロール２０６とを配置した構造のフレキシブルロール曲げ装置を用いて行われていた。なお、図１３、図１４に示すように前記上ロール２０３の形状は凸状、前記下ロール２０４の形状は凹状になっている。
【０００４】
すなわち、アルミニウム合金のような金属からなる板材２０７を入口側ロール２０２を通して前記フレキシブルロール群２０５の上下ロール２０３、２０４間で挟み込み、これらフレキシブルロール群２０５を駆動軸２０８で回転し、さらに前記出口側ロール２０６に向けて搬送することにより前記板材２０７を例えば下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の板材の成形においては次のような問題があった。前記フレキシブルロール曲げ装置は、図１３、図１４に示すように上ロール形状が凸状、下ロール形状が凹状であるため、板材の成形中に複数の上下ロール２０３，２０４の肩部分において曲げ戻しが発生する。その結果、成形時において前記板材への複屈曲度合を大きくすることができず、前記フレキシブルロール曲げ装置への板材のパス数を多くしないと目的とする複曲面を有する金属製品を製造することができなかった。
【０００６】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらにフレキシブルロールによる板材への当たりを防止することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻し、フレキシブルロールによる板材への当たりを防止し、さらに板材に大きな曲率で成形（深曲げ）することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【０００９】
本発明は、フレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらに均一な複屈曲することが可能なフレキシブル成形方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフレキシブルロール成形方法は、次のような構成を有することを特徴とするものである。
【００１１】
１）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１２】
２）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなし、かつ少なくとも一方のロールの外周面に弾性体層を形成したフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１３】
前記２）のフレキシブルロール成形方法において、前記板材を屈曲させたときに凸状となる面を前記弾性体層が形成されたロール側に位置させることが好ましい。
【００１４】
３）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させるとともに、前記上ロールと前記板材の間および下ロールと前記板材の間の少なくとも一方に弾性体シートを介在させてその板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１５】
前記３）のフレキシブルロール成形方法において、前記弾性体シートを少なくとも前記板材を屈曲させたときに凸状となる面に接触させることが好ましい。このように配置される弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有することが好ましい。
【００１６】
前記３）のフレキシブルロール成形方法において、前記上ロールと前記板材の間および前記下ロールと前記板材の間の両方に前記弾性体シートをそれぞれ介在させ、前記板材を屈曲させたときに凸状となる面と接する一方の弾性体シートの厚さを前記板材を屈曲させたときに凹状となる面と接する他方の弾性体シートの厚さよりを厚くすることを許容する。前記一方の弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有し、前記他方の弾性体シートは前記板材の厚さの３倍以下の厚さを有することが好ましい。
【００１７】
４）複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材をその通過方向に対して直交する方向にずらして複数回通過させて前記板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、この第１実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図、図２は図１の曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の一部を示す正面図、図３は図２の中央フレキシブルロール群の上部側を示す断面図、図４は図１の曲げ装置に組み込まれる中央および出口側のフレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図、図５は図１の曲げ装置に組み込まれる出口側フレキシブルロール群の一部を示す正面図である。
【００２０】
基台１上には、入口ロール２、中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０がこの順序で配設されている。
【００２１】
前記中央フレキシブルロール群１０は、図２、図３に示すように金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を上下から挟む複数の上下ロール１１，１２を有する。図４に示すように前記各上ロール１１、下ロール１２の形状は、それぞれ凸状、平状である。前記上下ロール１１、１２の両端付近は、対をなすケーシング１３内にそれぞれ収納され、これら対をなすケーシング１３内に保持された軸受１４により回転可能に軸支されるとともに、それらの隣接方向への移動を規制している。前記各上下ロール１１，１２は、軸方向に伸縮可能なユニバーサルジョント１５にそれぞれ結合され、かつこれら一端側（例えば左端）に位置するユニバーサルジョンイント１５にトルクを伝達するための駆動軸１６が連結されている。複数の前記対をなすケーシング１３は、ロールスライド１７の対向する側面に図示しないねじによりそれぞれ固定されている。これらロールスライド１７は、スライド受け台１８の曲面に摺動可能に配置され、かつ図示しなすガイドレールにより係合されて前記スライド受け台１８から外れるのを防止している。前記下部側のスライド受け台１８の下面には下端にねじ１９を有するロールスタンド２０が当接されている。前記上部側のスライド受け台１８の上面には、ブレーキ機構である油圧シリンダ２１のシリンダ軸２２が連結されている。
【００２２】
このような構成の中央フレキシブルロール群１０において、前記ロールスタンド２０のねじ１９を回動させ、かつ前記油圧シリンダ２１を駆動することによって、前記スライド受け台１８、ロールスライド１７、ケーシング１３および上下ロール１１、１２を一体的に上下移動させることが可能になる。これら上下ロール１１、１２を上下動作させると、ロールスライド１７は隣接する両側の上下ロール１１、１２に対して所定の位置関係を保持してスライド受け台１８との当接面で首振り移動し、常に対向する上下ロール１１、１２が互いに向き合うように制御される。また、前記油圧シリンダ２１の駆動により前記上下ロール１１、１２間に位置する板材５１がこれら上下ロール１１、１２にて所望の荷重で挟持される。
【００２３】
前記出口側フレキシブルロール群３０は、図５に示すように前記板材５１を挟んで配置され、前記中央フレキシブルロール群１０の回転駆動に従動する複数の上下ロール３１，３２を有する。前記各上ロール３１、下ロール３２の形状は、前述した図４に示すようにそれぞれ凸状、平状である。前記上下ロール３１、３２の両端付近は、対をなすケーシング３３内にそれぞれ収納され、これら対をなすケーシング３３内に保持された軸受（図示せず）により回転可能に軸支されるとともに、それらの隣接方向への移動を規制している。前記各上下ロール３１，３２は、軸方向に伸縮可能なユニバーサルジョント３４にそれぞれ結合されている。複数の前記対をなすケーシング３３は、ロールスライド３５の対向する側面に図示しないねじによりそれぞれ固定されている。これらロールスライド３５は、スライド受け台３６の曲面に摺動可能に配置され、かつ図示しなすガイドレールにより係合されて前記スライド受け台３６から外れるのを防止している。前記上下側のスライド受け台３６の上面および下面には、上端および下端にねじ３７を有するロールスタンド３８がそれぞれ当接されている。
【００２４】
このような構成の出口側フレキシブルロール群３０において、前記上下のロールスタンド３８のねじ３７を回動させることによって、前記スライド受け台３６、ロールスライド３５、ケーシング３３および上下ロール３１、３２を一体的に上下移動させることが可能になる。これら上下ロール３１、３２を上下動作させると、ロールスライド３５は隣接する両側の上下ロール３１、３２に対して所定の位置関係を保持してスライド受け台３６との当接面で首振り移動し、常に対向する上下ロール３１、３２が互いに向き合うように制御される。
【００２５】
次に、前述した第１実施形態のフレキシブルロール曲げ装置の作用を説明する。
【００２６】
まず、図２、図３に示す前記中央フレキシブルロール群１０において、ロールスタンド２０のねじ１９を回動させ、かつ油圧シリンダ２１を駆動することによって、スライド受け台１８、ロールスライド１７、ケーシング１３および上下ロール１１、１２を一体的に上下移動させ、各上下ロール１１、１２を下方に向けて湾曲した軌跡上に配列する。また、図５に示す前記出口側フレキシブルロール群３０において上下のロールスタンド３８のねじ３７を回動させることによって、スライド受け台３６、ロールスライド３５、ケーシング３３および上下ロール３１、３２を一体的に上下移動させ、各上下ロール３１、３２を下方に向けて湾曲した軌跡上に配列する。
【００２７】
前記各フレキシブルロール群１０，３０を所定位置にセッティングした後、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を入口ロール２で案内させて、中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０の上下ロール１１，１２、３１，３２の間を通過させる。このとき、前記中央フレキシブルロール群１０の油圧シリンダ２１の駆動により前記上下ロール１１、１２間に位置する板材５１をこれら上下ロール１１、１２で所望の荷重にて挟持する。つづいて、前記中央フレキシブルロール群１０の駆動軸１６に所定のトルクを伝達させて回転させて、その各上下ロール１１、１２を回転させることにより、前記板材５１を前記出口側フレキシブルロール群３０に向けて搬送させる。この板材５１の搬送時において、前記中央フレキシブルロール群１０がフレキシブル化された複数の上下ロール１１、１２を有するのみならず、その後段にもフレキシブル化された複数の上下ロール３１、３２を有する出口側フレキシブルロール群３０が配置されているため、前記板材５１が下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形される。
【００２８】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００２９】
以上、前述した第１実施形態によれば中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、曲げ戻しを防止できる。その結果、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００３０】
なお、前述した第１実施形態において各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状は、それぞれ図４に示すように凸状、平状にしたが、図６に示すように各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ凸状にしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図７は、この第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央および出口側のフレキシブルロール群の上下ロ−ルを示す斜視図である。
【００３２】
第２実施形態では、前述した第１実施形態における図１〜図３および図５示す中央および出口側のフレキシブルロール群１０，３０を構成する複数の上ロール１１、３１、複数の下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図７に示すように凸状、平状にすると共に、下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成し、これら中央および出口側のフレキシブルロール群１０，３０を組み込んだフレキシブルロール曲げ装置を用いる。
【００３３】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。また、前記弾性体層６１は下ロール１２，３２の外周面にコーティングすることにより形成してもよいし、弾性体リングを嵌め込んで形成してもよい。
【００３４】
次いで、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させることにより下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００３５】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図７に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００３６】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成することによって、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが生じるのを防止できる。
【００３７】
すなわち、前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図７に示すように凸状、平状にすると、板材５１の両面が上下ロール１１，３１、１２，３２に対して１点で接触され、加工反力により成形後の複曲面を有する板材製品の表面に当たりが発生する。特に、航空機外板では高力アルミニウム合金の表面に工業用純アルミニウムをクラッドした板材が使われるため当たりが発生し易い。また、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面は、製品の外観面になるため、その面に当たりが発生すると製品の外観を損なうことになる。
【００３８】
このようなことから、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２、つまり製品状態において外観となる板材５１の面が接触される下ロール１２，３２の外周面に弾性体層６１を形成することによって、成形時に加工面圧を受けた場合にその弾性体層６１が弾性変形し、板材５１に対する接触面積が増加する。このため、板材５１は下ロール１２，３２から受ける面圧が減少されて、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できる。
【００３９】
以上、前述した第２実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００４０】
また、成形時に下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００４１】
なお、前述した第２実施形態において図７に示すように下ロール１２、３２のみに弾性体層６１を形成したが、図８に示すように上ロール１１、３１および下ロール１２、３２の外周面に弾性体層６１をそれぞれ形成してもよい。このような弾性体層６１がそれぞれ形成された上ロール１１、３１および下ロール１２、３２を用いることによって、板材５１の両面に当たりが発生するのを防止できる。
【００４２】
また、前述した第２実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状面が接触される上ロール側に弾性体層を形成することが好ましい。
【００４３】
（第３実施形態）
図９は、この第３実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図である。なお、図９において前述した図１と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００４４】
まず、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させると共に、前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に弾性体シート７１を介在させることにより、前記板材５１を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００４５】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。
【００４６】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００４７】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２、３２と板材５１との間に弾性体シート７１を介在させることによって、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが生じるのを防止できる。
【００４８】
すなわち、前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすると、板材５１の両面が上下ロール１１，３１、１２，３２に対して１点で接触され、加工反力により成形後の複曲面を有する板材製品の表面に当たりが生じる。特に、航空機外板では高力アルミニウム合金の表面に工業用純アルミニウムをクラッドした板材が使われるため当たりが発生し易い。また、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面は、製品の外観面になるため、その面に当たりが発生すると製品の外観を損なうことになる。
【００４９】
このようなことから、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２，３２と板材５１との間、つまり製品状態において外観となる板材５１の面と下ロール１２，３２との間、に弾性体シート７１を介在することによって、成形時に加工面圧を受けた場合にその弾性体シート７１が弾性変形し、板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積が増加するため、板材５１が下ロール１２，３２から受ける面圧を減少させ、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できる。
【００５０】
以上、前述した第３実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００５１】
また、下ロール１２，３２と板材５１との間に弾性体シート７１を介在することによって、成形時に下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００５２】
なお、第３実施形態において前記弾性体シート７１の厚さを厚くする、例えば板材５１の厚さの１．５倍以上にすること許容する。このように下ロール１２，３２と板材５１との間に厚い弾性体シート７１を介在することによって、前記板材５１下面において大きく変形した弾性体シート７１により板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積がより増加する。このため、板材５１が受ける面圧をより一層減少させることができ、下方に向けて湾曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのをより確実に防止できる。しかも、下ロール１２，３２と板材５１との間に介在する弾性体シート７１を厚くすることによって、その弾性体シート７１から板材５１の屈曲力を助長する大きな反力を作用させることができるため、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形する、つまり深曲げすることが可能になる。
【００５３】
なお、前記第３実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状となる上面と上ロールとの間に弾性体シートを介在することが好ましい。
【００５４】
（第４実施形態）
図１０は、この第４実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図である。なお、図１０において前述した図１と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
まず、金属、例えばアルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、前記フレキシブルロール曲げ装置の入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させると共に、前記上ロール１１、３１と前記板材５１との間に第１弾性体シート７２ａ，前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に第２弾性体シート７２ｂを介在させることにより、前記板材５１を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する。
【００５６】
前記弾性体としては、例えばウレタンゴムのようなゴムを用いることができる。
【００５７】
前記板材５１を下方に向けて屈曲させたときに凸状となる板材５１の面と接する前記第２弾性体シート７２ｂ（下ロール１２，３２側）の厚さは、前記板材５１を下方に向けて屈曲させたときに凹状となる板材５１の面と接する前記第１弾性体シート７２ａ（上ロール１１，３１側）の厚さより厚くする。具体的には、前記第１弾性体シート７２ａは前記板材５１の厚さの２倍以下、より好ましくは前記板材５１の厚さの１．５〜２倍の厚さにすることが望ましい。前記第２弾性体シート７２ｂは、前記板材の厚さの２倍以上、より好ましくは２〜３倍の厚さにすることが望ましい。
【００５８】
このように前記中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により前記板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ前述した図４に示すように凸状、平状にすることによって、上下ロール１１，３１、１２，３２と板材５１の両面とが１点で接触し、上下ロール１１，３１、１２，３２の肩部が板材５１の成形中に接触するのを回避できるため、曲げ戻しが防止される。
【００５９】
また、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の下ロール１２、３２と板材５１との間に厚い第２弾性体シート７２ｂを介在させることによって、前記板材５１下面において大きく変形した第２弾性体シート７２ｂにより板材５１に対する下ロール１２，３２の接触面積がより増加するため、板材５１が受ける面圧をより一層減少させ、下方に向けて屈曲された板材５１の凸状となる面に当たりが発生するのをより確実に防止される。しかも、下ロール１２，３２と板材５１との間に介在する第２弾性体シート７２ｂを厚くすることによって、その第２弾性体シート７２ｂから板材５１の屈曲力を助長する大きな反力が作用させることができるため、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形することが可能になる。
【００６０】
一方、中央および出口側のフレキシブルロール群１０、３０の上ロール１１、３１と板材５１との間に薄い第１弾性体シート７２ａを介在させることによって、前記板材５１上面において変形した第１弾性体シート７２ａにより板材５１に対する上ロール１１，３１の接触面積が増加するため、板材５１が受ける面圧を減少させることができ、下方に向けて湾曲された板材５１の凹状となる面に当たりが発生するのを防止される。ただし、板材５１を下方に向けて屈曲させる成形において上ロール１１，３１と板材５１との間に第１弾性体シート７２ａを介在すると、その第１弾性体シート７２ａはその反力により板材５１への屈曲力を減少させる、つまり板材５１の屈曲を阻害させる、作用が働く虞がある。このようなことから、前記第１弾性体シート７２ａを薄くすることによって、板材５１への屈曲力を減少するように働く反力を抑制して、前記第２弾性体シート７２ｂから板材５１の屈曲力を助長する大きな反力を有効に引き出すことが可能になる。
【００６１】
以上、前述した第４実施形態によれば第１実施形態と同様、板材５１を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止することによって、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００６２】
また、上ロール１１、３１と前記板材５１との間に薄い第１弾性体シート７２ａ，前記下ロール１２、３２と前記板材５１との間に厚い第２弾性体シート７２ｂを介在させることによって、成形時に下方に向けて湾曲された板材５１の両面に当たりが発生するのを防止できるため、外観性が良好な航空機部品等の金属製品を生産できる。
【００６３】
さらに、板材５１を大きな曲率をもった形状に成形する、つまり深曲げすることが可能になる。
【００６４】
なお、前記第４実施形態においては板材を下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形したが、板材を上方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形してもよい。この場合には、前記板材の凸状となる上面と上ロールとの間に厚い弾性体シート、その板材の凹状となる下面と下ロールとの間に薄い弾性体シートを介在することが好ましい。
【００６５】
（第５実施形態）
前述した図１〜図３に示す前記フレキシブルロール曲げ装置（上下ロール１１、３１，１２、３２は図４に示す形状）を用い、まず、金属、例えば高力アルミニウム合金からなる板材５１を前述した第１実施形態と同様、入口ロール２から中央フレキシブルロール群１０の複数の上下ロール１１、１２間および出口側フレキシブルロール群３０の複数の上下ロール３１、３２間を通過させることにより下方に向けて屈曲された複屈曲形状に成形する１パス目の成形を実施する。つづいて、板材５１をその通過方向に対して直交する方向、例えば図２の中心から左方向、にずらして２パス目の成形を実施する。次いで、板材５１をその通過方向に対して直交する方向、例えば図２の中心から右方向、にずらして３パス目の成形を実施する。
【００６６】
以上、前述した第５実施形態によれば中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０により板材５１を複屈曲させる際、それらフレキシブルロール群１０、３０の前記各上ロール１１、３１、下ロール１２、３２の形状をそれぞれ図４に示すように凸状、平状にすることによって、曲げ戻しを防止できる。その結果、成形時において前記板材５１への複屈曲度合を大きくできるため、前記フレキシブルロール曲げ装置への前記板材５１のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することができる。
【００６７】
また、板材５１を中央フレキシブルロール群１０および出口側フレキシブルロール群３０の上下ロール１１，３１，１２，３２との当たり面を移動させながら、複数回、例えば３回繰り返し成形を行うことにより、板材の面全体にひずみを導入することができ、均一の複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産することができる。
【００６８】
なお、第５実施形態において板材のパス数を３回としたが、５回以上の奇数回パスさせてもよい。
【００６９】
また、第１〜第５の実施形態では中央フレキシブルロール群の上下ロールを駆動して、出口側フレキシブルロール群の上下ロールを従動させたが、これを逆にしてもよい。さらに、入口側ロールをフレキシブルロール群で構成してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止でき、ひいてはフレキシブルロール曲げ装置への前記板材のパス数を削減でき、複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性を向上することが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７１】
また、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止でき、さらにフレキシブルロールによる板材への当たりを防止でき、ひいては外観性が良好な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７２】
さらに、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻し、フレキシブルロールによる板材への当たりを防止し、さらに板材に大きな曲率で成形（深曲げ）することができ、ひいては外観性が良好な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【００７３】
さらに、本発明によればフレキシブルロール曲げ装置を用いて金属からなる板材を複屈曲させる際の曲げ戻しを防止し、さらに均一な複屈曲を行なうことができ、ひいては均一な複曲面を有する航空機部品等の金属製品の生産性の向上を図ることが可能なフレキシブル成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図２】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の一部を示す正面図。
【図３】図２の中央フレキシブルロール群の上ロール群側を示す断面図。
【図４】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群および出口側フレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図。
【図５】図１の成形装置に組み込まれる出口側フレキシブルロール群の一部を示す正面図。
【図６】図１の成形装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群および出口側フレキシブルロール群の上下ロールの他の形態を示す斜視図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる上下ロールを示す斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる上下ロールの他の形態を示す斜視図。
【図９】本発明の第３実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るフレキシブルロール曲げ装置を示す概略図。
【図１１】従来のフレキシブルロール曲げ装置を示す概略正面図。
【図１２】図１１のフレキシブルロール曲げ装置の概略側面図。
【図１３】図１２のフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の上下ロールを示す斜視図。
【図１４】図１２のフレキシブルロール曲げ装置に組み込まれる中央フレキシブルロール群の上下ロールを示す正面。
【符号の説明】
１…基台、
２…入口ロール
１０…中央フレキシブルロール群、
１１，１２，３１，３２…ロール、
３０…出口側フレキシブルロール群、
５１…板材、
６１…弾性体層、
７１，７２ａ，７２ｂ…弾性体シート。
Claims (9)
- 複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
- 複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなし、かつ少なくとも一方のロールの外周面に弾性体層を形成したフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させてその幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
- 前記板材を屈曲させたときに凸状となる面を前記弾性体層が形成されたロール側に位置させることを特徴とする請求項２記載のフレキシブルロール成形方法。
- 複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材を通過させるとともに、前記上ロールと前記板材の間および下ロールと前記板材の間の少なくとも一方に弾性体シートを介在させてその板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
- 前記弾性体シートを少なくとも前記板材を屈曲させたときに凸状となる面に接触させることを特徴とする請求項４記載のフレキシブルロール成形方法。
- 前記弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有することを特徴とする請求項５記載のフレキシブルロール成形方法。
- 前記上ロールと前記板材の間および下ロールと前記板材の間の両方に前記弾性体シートをそれぞれ介在させ、前記板材を屈曲させたときに凸状となる面と接する一方の弾性体シートの厚さを前記板材を屈曲させたときに凹状となる面と接する他方の弾性体シートの厚さよりを厚くすることを特徴とする請求項４記載のフレキシブルロール成形方法。
- 前記一方の弾性体シートは、前記板材の厚さの１．５倍以上の厚さを有し、前記他方の弾性体シートは前記板材の厚さの３倍以下の厚さを有することを特徴とする請求項７記載のフレキシブルロール成形方法。
- 複数の上下ロールを有し、これら上下ロールのうち、一方のロール形状が凸状、他方のロール形状が凸状または平状をなすフレキシブルロール群を備えたフレキシブルロール曲げ装置を用い、前記フレキシブルロール群の上下ロールの間に金属からなる板材をその通過方向に対して直交する方向にずらして複数回通過させて前記板材の幅方向に複屈曲させることを特徴とするフレキシブルロール成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002223913A JP2004058144A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | フレキシブルロール成形方法 |
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| JP2002223913A JP2004058144A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | フレキシブルロール成形方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004058144A true JP2004058144A (ja) | 2004-02-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002223913A Pending JP2004058144A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | フレキシブルロール成形方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004058144A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100379501C (zh) * | 2006-07-21 | 2008-04-09 | 吉林大学 | 三维曲面柔性卷板装置 |
| CN100398227C (zh) * | 2007-02-02 | 2008-07-02 | 吉林大学 | 使用可弯曲辊加工筒状或棒状三维工件的柔性成形装置 |
| CN113751545A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-07 | 宁波宝新不锈钢有限公司 | 一种用于板材焊缝的折弯机 |
-
2002
- 2002-07-31 JP JP2002223913A patent/JP2004058144A/ja active Pending
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